JPH0464446A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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- JPH0464446A JPH0464446A JP17677690A JP17677690A JPH0464446A JP H0464446 A JPH0464446 A JP H0464446A JP 17677690 A JP17677690 A JP 17677690A JP 17677690 A JP17677690 A JP 17677690A JP H0464446 A JPH0464446 A JP H0464446A
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[概要]
オンデマンド型インクジェット記録装置に用いられる記
録ヘッドに関し、 印字品位を低下させることなく、印字速度を向上させる
ようにしたインクジェット記録ヘッドを提供することを
目的とし、 インク滴を噴射するノズルと、該ノズルに連通ずる圧力
室と、該圧力室にインクを供給する通路と、前記インク
滴を噴射させる圧力を発生させる圧力発生手段を有する
インクジェット記録ヘッドにおいて、 前記圧力発生手段に対して第1パルスを印加した後に所
定の遅延時間だけ遅らせて第2パルスを印加するように
前記圧力発生手段を駆動制御する制御手段を設けるよう
に構成する。
録ヘッドに関し、 印字品位を低下させることなく、印字速度を向上させる
ようにしたインクジェット記録ヘッドを提供することを
目的とし、 インク滴を噴射するノズルと、該ノズルに連通ずる圧力
室と、該圧力室にインクを供給する通路と、前記インク
滴を噴射させる圧力を発生させる圧力発生手段を有する
インクジェット記録ヘッドにおいて、 前記圧力発生手段に対して第1パルスを印加した後に所
定の遅延時間だけ遅らせて第2パルスを印加するように
前記圧力発生手段を駆動制御する制御手段を設けるよう
に構成する。
[産業上の利用分野]
本発明は、オンデマンド型インクジェット記録装置に用
いられる記録ヘッドに関する。
いられる記録ヘッドに関する。
インクジェット記録装置は、大きく分類すると、連続噴
射型、静電吸引型およびオンデマンド型の3つがある。
射型、静電吸引型およびオンデマンド型の3つがある。
連続噴射型は、連続的に吐出しているインクを荷電、偏
向させることにより記録を行うため、装置が複雑となり
、インクの回収や清掃装置なども必要である。
向させることにより記録を行うため、装置が複雑となり
、インクの回収や清掃装置なども必要である。
また、静電吸引型は、その構造は比較的簡単であるが、
高電圧を必要とするので、危険であり、しかも導電率な
どのインク物性に制限が多い上層波数応答性も悪い。
高電圧を必要とするので、危険であり、しかも導電率な
どのインク物性に制限が多い上層波数応答性も悪い。
これに対して、オンデマンド型は必要なときだけ圧電素
子、発熱素子などの吐出エネルギー発生素子による圧力
発生によってインク滴を吐出させるため、構造が非常に
簡単であり、記録装置として注目されている。
子、発熱素子などの吐出エネルギー発生素子による圧力
発生によってインク滴を吐出させるため、構造が非常に
簡単であり、記録装置として注目されている。
[従来の技術]
従来のオンデマンド型記録ヘッドとしては、例えば第8
図に示すようなものがある。
図に示すようなものがある。
第8図において、lは基板、2は振動板であり、これら
の基板1と振動板2の間にはインク滴を噴射するノズル
3と、ノズル3に連通し圧力を発生する圧力室4と、圧
力室4にインクを供給する通路5か設けられている。
の基板1と振動板2の間にはインク滴を噴射するノズル
3と、ノズル3に連通し圧力を発生する圧力室4と、圧
力室4にインクを供給する通路5か設けられている。
圧力室4の外周であって振動板2上にはエネルギ変換器
としてのピエゾ素子6が設けられ、ピエゾ素子6はノズ
ル3からインク滴を噴射するための圧力を発生する。
としてのピエゾ素子6が設けられ、ピエゾ素子6はノズ
ル3からインク滴を噴射するための圧力を発生する。
このような記録ヘッドにおいては、印字速度を上げるた
めには、単位時間当たりのインク粒子の噴射回数(以下
、粒子化周波数と呼ぶ。)を高める必要がある。
めには、単位時間当たりのインク粒子の噴射回数(以下
、粒子化周波数と呼ぶ。)を高める必要がある。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、このような従来の記録ヘッドにあっては
、粒子化周波数を高めていくと、記録ドツトの位置精度
が悪くなり(ドツトすれか大きくなって)、印字品位が
低下するという問題点があった。
、粒子化周波数を高めていくと、記録ドツトの位置精度
が悪くなり(ドツトすれか大きくなって)、印字品位が
低下するという問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、印字品位を低下させることなく、印字速度
を向上させるようにしたインクジェット記録ヘッドを提
供することを目的としている。
のであって、印字品位を低下させることなく、印字速度
を向上させるようにしたインクジェット記録ヘッドを提
供することを目的としている。
[課題を解決するための手段]
第1図は本発明の原理説明図である。
第1図において、14はインク滴を噴射するノズル、1
6は該ノズル14に連通ずる圧力室、18は該圧力室1
6にインクを供給する通路、17は前記インク滴を噴射
させる圧力を発生させる圧力発生手段、21は前記圧力
発生手段17に対して第1パルスを印加した後に所定の
遅延時間だけ遅らせて第2パルスを印加するように前記
圧力発生手段17を駆動制御する制御手段である。
6は該ノズル14に連通ずる圧力室、18は該圧力室1
6にインクを供給する通路、17は前記インク滴を噴射
させる圧力を発生させる圧力発生手段、21は前記圧力
発生手段17に対して第1パルスを印加した後に所定の
遅延時間だけ遅らせて第2パルスを印加するように前記
圧力発生手段17を駆動制御する制御手段である。
[作用]
本発明においては、インク粒子を噴射させるための第1
パルスにより生じた残留振動を抑制するために、所定の
遅延時間だけ遅らせた第2パルスを圧力発生手段に印加
するように、制御手段により圧力発生手段の駆動を制御
する。
パルスにより生じた残留振動を抑制するために、所定の
遅延時間だけ遅らせた第2パルスを圧力発生手段に印加
するように、制御手段により圧力発生手段の駆動を制御
する。
ここで、残留振動を抑制するために、第2パルスを印加
する遅延時間を第1パルスの振動周期の1/2とする。
する遅延時間を第1パルスの振動周期の1/2とする。
このように、残留振動を抑制することができるのでイン
ク粒子の速度変動を小さくすることができる。したかっ
て、粒子周波数を高めても、ドツトずれの発生を防止す
ることができ、印字品位の低下を防止することかできる
。すなわち、印字品位を低下させることなく、印字速度
を向上させることができる。
ク粒子の速度変動を小さくすることができる。したかっ
て、粒子周波数を高めても、ドツトずれの発生を防止す
ることができ、印字品位の低下を防止することかできる
。すなわち、印字品位を低下させることなく、印字速度
を向上させることができる。
「実施例」
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図〜第7図は本発明の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明すると、第2図および第3図において
、11はインクジェット記録ヘッド12の基板であり、
基板11はステンレスにより形成されている。13はイ
ンクジェット記録ヘッド12の振動板であり、振動板1
3は同じくステンレスにより形成されている。
、11はインクジェット記録ヘッド12の基板であり、
基板11はステンレスにより形成されている。13はイ
ンクジェット記録ヘッド12の振動板であり、振動板1
3は同じくステンレスにより形成されている。
14は基板11と振動板13により構成されるノズルで
あり、ノズル14は先端部に吐出口15を有し、インク
滴を噴射する。
あり、ノズル14は先端部に吐出口15を有し、インク
滴を噴射する。
16は基板11と振動板13により構成される圧力室で
あり、圧力室16はノズル14に連通している。
あり、圧力室16はノズル14に連通している。
17は圧力発生手段としてのピエゾ素子(圧力素子)で
あり、ピエゾ素子17は圧力室16の外側の振動板13
上に設けられている。ピエゾ素子17はノズル14から
インクを噴射するための圧力を発生する。
あり、ピエゾ素子17は圧力室16の外側の振動板13
上に設けられている。ピエゾ素子17はノズル14から
インクを噴射するための圧力を発生する。
18は圧力室16に連通ずる通路であり、通路18から
圧力室16にインクを供給する。通路18はインク室1
9にそれぞれ連通しており、インク室19は図示しない
インク供給室に連通ずる供給口20を有している。
圧力室16にインクを供給する。通路18はインク室1
9にそれぞれ連通しており、インク室19は図示しない
インク供給室に連通ずる供給口20を有している。
21は制御手段としての制御部であり、制御部21はC
PU22と制御プログラムなどが格納されたROM23
と一時記憶やワークエリアとして用いられるRAM24
などを有するマイクロプロセッサで構成されている。
PU22と制御プログラムなどが格納されたROM23
と一時記憶やワークエリアとして用いられるRAM24
などを有するマイクロプロセッサで構成されている。
制御部21は、インク粒子を噴射させるための第1パル
スをドライバ25を介して印加したのち、圧力変動を抑
制するために、第2パルスを所定の遅延時間、ここでは
第1パルスの振動周期の1/2の遅延時間たけ遅らせて
印加するように、ピエゾ素子17を駆動制御する。
スをドライバ25を介して印加したのち、圧力変動を抑
制するために、第2パルスを所定の遅延時間、ここでは
第1パルスの振動周期の1/2の遅延時間たけ遅らせて
印加するように、ピエゾ素子17を駆動制御する。
次に、作用を説明する。
前述したように、印字速度を速くするためには、粒子化
周波数を高める必要があるが、粒子化周波数を高めてい
くと、ドツトずれが大きくなって、印字品位が低下する
。
周波数を高める必要があるが、粒子化周波数を高めてい
くと、ドツトずれが大きくなって、印字品位が低下する
。
ここで、粒子化周波数を高めた場合のドツトずれの原因
について考察する。
について考察する。
第4図にインク粒子速度の周波数特性を示す。
第4図中A、 B、 Cは粒子速度の極値を示す。
また、VOは低周波数のときの粒子速度を示す。
第4図から粒子化周波数の増加に伴い、粒子速度の変動
は大きくなることか分かる。したがって、粒子速度の変
動により、インク粒子が記録紙へ到達する時間が変化す
るため、記録ドツトの位置ずれが生じる。すなわち、到
達時間×記録ヘッドの走査速度の距離だけずれる。つま
り、印字速度の向上のためには、高い周波数までインク
粒子の速度の変化を小さくすることが必要である。
は大きくなることか分かる。したがって、粒子速度の変
動により、インク粒子が記録紙へ到達する時間が変化す
るため、記録ドツトの位置ずれが生じる。すなわち、到
達時間×記録ヘッドの走査速度の距離だけずれる。つま
り、印字速度の向上のためには、高い周波数までインク
粒子の速度の変化を小さくすることが必要である。
次に、粒子化周波数に対する粒子速度の変動を説明する
。
。
駆動パルスを印加すると、インク粒子をノズル14から
噴射するとともに、記録ヘッド12中において駆動パル
スにより発生した圧力波が残留する。すなわち、残留振
動が発生する。
噴射するとともに、記録ヘッド12中において駆動パル
スにより発生した圧力波が残留する。すなわち、残留振
動が発生する。
粒子化周波数を上げていくと、この残留振動が減衰しき
らないうちに次の駆動パルスを印加することになり、残
留振動の影響を受けて、インク粒子の速度は変化し、こ
の変動は周波数が高くなるにつれて大きくなる。
らないうちに次の駆動パルスを印加することになり、残
留振動の影響を受けて、インク粒子の速度は変化し、こ
の変動は周波数が高くなるにつれて大きくなる。
そこで、インク粒子を噴射させる第1パルスを印加した
後、第1パルスで発生した残留振動を抑制するため、第
2のパルス電圧を与える駆動方法を考え、その第2パル
ス印加による条件を求めた。
後、第1パルスで発生した残留振動を抑制するため、第
2のパルス電圧を与える駆動方法を考え、その第2パル
ス印加による条件を求めた。
第5図は、駆動パルス電圧波形の一例を示す。
インク粒子を噴射させるための第1パルスにより生じた
残留振動を抑制するため、遅延時間tdだけ遅らせた第
2のパルスをエネルギ変換器であるピエゾ素子17に与
えることにより、その振動を抑制する。この場合、残留
振動を抑制するためには、第2パルスを印加するタイミ
ング(遅延時間)を決めることが必要である。
残留振動を抑制するため、遅延時間tdだけ遅らせた第
2のパルスをエネルギ変換器であるピエゾ素子17に与
えることにより、その振動を抑制する。この場合、残留
振動を抑制するためには、第2パルスを印加するタイミ
ング(遅延時間)を決めることが必要である。
ここで、遅延時間というのは、2つの駆動パルスのそれ
ぞれにおいて、より急峻にパルス電圧が変化するところ
、すなわち、第5図中、j==j2゜t=t4の時間差
(t4 t2)である。
ぞれにおいて、より急峻にパルス電圧が変化するところ
、すなわち、第5図中、j==j2゜t=t4の時間差
(t4 t2)である。
残留振動の模式図を表したのが第6図である。
第1パルスで発生した残留振動は(a)で示され、(b
)で示したように、遅延時間t、が丁度残留振動周期の
1/2の時間差で第2パルスを与えると、(C)で示し
たように、第1パルスと第2パルスの残留振動の山と谷
で打ち消しあって振動を小さくすることかできる。
)で示したように、遅延時間t、が丁度残留振動周期の
1/2の時間差で第2パルスを与えると、(C)で示し
たように、第1パルスと第2パルスの残留振動の山と谷
で打ち消しあって振動を小さくすることかできる。
次に、上記の考え方を第2図の記録ヘッド12を用いた
場合に適用する。
場合に適用する。
まず、粒子速度の安定化に関する駆動条件(遅延時間)
を求めるため、遅延時間のみを変化させ、インク粒子速
度の粒子化周波数特性を測定した。
を求めるため、遅延時間のみを変化させ、インク粒子速
度の粒子化周波数特性を測定した。
このときの駆動波形は、以下のように設定した。
・第1パルス幅ご60μs
・第2パルス幅・35μS
次に、このインク粒子速度の周波数特性の測定結果より
、速度変動率を求めた。
、速度変動率を求めた。
ここで、速度変動率とは比較的、低周波のときの粒子速
度をVoとしたとき、ある粒子化周波数における粒子速
度の変化をΔ■とすると、(速度変動率)=ΔV/Vo
X 100 (1)とした。
度をVoとしたとき、ある粒子化周波数における粒子速
度の変化をΔ■とすると、(速度変動率)=ΔV/Vo
X 100 (1)とした。
このときの遅延時間に対する速度変動率の結果を第7図
に示す。
に示す。
第7図中A、 B、 Cとあるのは、粒子化周波数
特性において、粒子速度の極値における速度変動率であ
る。
特性において、粒子速度の極値における速度変動率であ
る。
第7図から速度変動率は、A、 B、 Cともに遅
延時間が70μsで最小値となった。すなわち、t、=
70μsのとき、速度変動か最も小さいことになる。
延時間が70μsで最小値となった。すなわち、t、=
70μsのとき、速度変動か最も小さいことになる。
このことは、記録ヘッド12の残留振動周期か測定によ
り140μsであったので、その17′2の時間(70
μS)と実験結果か一致し、前述した考え方が妥当であ
ることがわかった。
り140μsであったので、その17′2の時間(70
μS)と実験結果か一致し、前述した考え方が妥当であ
ることがわかった。
このように、第1パルスを印加したのち、第2パルスを
第1パルスの振動周期の1/2の遅延時間たけ遅らせて
印加するようにしたため、残留振動を抑制することがで
きる。したかって、粒子速度の変動を小さくすることか
できるので、粒子化周波数を高めてもドツトずれを防止
することができる。その結果、印字速度を印字品位を低
下させることなく、向上させることができる。
第1パルスの振動周期の1/2の遅延時間たけ遅らせて
印加するようにしたため、残留振動を抑制することがで
きる。したかって、粒子速度の変動を小さくすることか
できるので、粒子化周波数を高めてもドツトずれを防止
することができる。その結果、印字速度を印字品位を低
下させることなく、向上させることができる。
[発明の効果]
以上説明してきたように、本発明によれば、最適化した
駆動条件で圧電素子を駆動するようにしたため、残留振
動を抑制することができ、印字品位を低下させることな
く、印字速度を向上させることかできる。
駆動条件で圧電素子を駆動するようにしたため、残留振
動を抑制することができ、印字品位を低下させることな
く、印字速度を向上させることかできる。
第1図は本発明の原理説明図、
第2図は本発明の一実施例を示す断面図、第3図は記録
ヘッドの一部断面斜視図、第4図は粒子化周波数と粒子
速度との関係を示すグラフ、 第5図は駆動波形を示す図、 第6図は残留振動を示す図、 第7図は遅延時間と速度変動率の関係を示すグラフ、 第8図は従来例を示す図である。 図中、 11・・・基板、 12・・・記録ヘッド、 13・・・振動板、 14・・・ノズル、 15・・・吐出口、 16・・・圧力室、 17・・・ピエゾ素子(圧力発生手段)、18・・・通
路、 19・・・インク室、 20・・・供給口、 21・・・制御部(制御手段)、 22・・・CPU。 23・・・ROM。 24・・・RAM。 25・・・ドライバ。
ヘッドの一部断面斜視図、第4図は粒子化周波数と粒子
速度との関係を示すグラフ、 第5図は駆動波形を示す図、 第6図は残留振動を示す図、 第7図は遅延時間と速度変動率の関係を示すグラフ、 第8図は従来例を示す図である。 図中、 11・・・基板、 12・・・記録ヘッド、 13・・・振動板、 14・・・ノズル、 15・・・吐出口、 16・・・圧力室、 17・・・ピエゾ素子(圧力発生手段)、18・・・通
路、 19・・・インク室、 20・・・供給口、 21・・・制御部(制御手段)、 22・・・CPU。 23・・・ROM。 24・・・RAM。 25・・・ドライバ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 インク滴を噴射するノズル(14)と、該ノズル(14
)に連通する圧力室(16)と、該圧力室(16)にイ
ンクを供給する通路(18)と、前記インク滴を噴射さ
せる圧力を発生させる圧力発生手段(17)を有するイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、 前記圧力発生手段(17)に対して第1パルスを印加し
た後に所定の遅延時間だけ遅らせて第2パルスを印加す
るように前記圧力発生手段(17)を駆動制御する制御
手段(21)を設けたことを特徴とするインクジェット
記録ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17677690A JPH0464446A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17677690A JPH0464446A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0464446A true JPH0464446A (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=16019635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17677690A Pending JPH0464446A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0464446A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5757392A (en) * | 1992-09-11 | 1998-05-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric type liquid droplet ejecting device which compensates for residual pressure fluctuations |
US5764247A (en) * | 1993-11-09 | 1998-06-09 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Drive method for ink ejection device capable of canceling residual pressure fluctuations by applying voltage to electrode pairs of second and third ink chambers subsequent to applying voltage to an electrode pair of a first ink chamber |
-
1990
- 1990-07-04 JP JP17677690A patent/JPH0464446A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5757392A (en) * | 1992-09-11 | 1998-05-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric type liquid droplet ejecting device which compensates for residual pressure fluctuations |
US5764247A (en) * | 1993-11-09 | 1998-06-09 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Drive method for ink ejection device capable of canceling residual pressure fluctuations by applying voltage to electrode pairs of second and third ink chambers subsequent to applying voltage to an electrode pair of a first ink chamber |
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